就在世界各國(guó)政府首腦針對(duì)全球氣候變暖共同磋商時(shí)，來(lái)自全球各地的頂尖科學(xué)家也在為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提出科學(xué)實(shí)際的解決方案。11月2日，第四屆世界頂尖科學(xué)家碳大會(huì)“雙碳”治理論壇——通往“雙碳目標(biāo)”的科技之路論壇上，科學(xué)家們分別從生物學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)等角度繪制“雙碳”治理路線(xiàn)圖。
“雙碳”治理全球有哪些新技術(shù)方案?
減碳、固碳、增加碳匯，是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的主要途徑。在此過(guò)程中，清潔能源儲(chǔ)存技術(shù)、二氧化碳轉(zhuǎn)化以及增加碳匯需要物理學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)等各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)共同參與。
防止全球氣溫上升的關(guān)鍵在于減少溫室氣體排放。1997年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者朱棣文分析，過(guò)去100年以來(lái)全球二氧化碳排放量絕大部分來(lái)源于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中化石燃料的使用。未來(lái)要將地球溫度上升控制在1.5℃—2℃范圍內(nèi)，就要提高清潔能源利用率。清潔能源的技術(shù)涵蓋輸變電、儲(chǔ)能、能源分配以及生態(tài)轉(zhuǎn)化等技術(shù)。
“中國(guó)的輸變電技術(shù)全球領(lǐng)先，此外儲(chǔ)能技術(shù)也非常重要，目前全球范圍內(nèi)日本、美國(guó)、中國(guó)走在世界前列。”朱棣文還提到，電池儲(chǔ)能技術(shù)的提升對(duì)清潔能源利用的關(guān)鍵作用。他預(yù)計(jì)未來(lái)10到20年，利用鋰、石墨、硅等材料為基礎(chǔ)的儲(chǔ)能密度將翻倍。另外他還介紹了全球范圍內(nèi)儲(chǔ)能技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)研究成果，如用電化學(xué)的方式提取氫氣，從海水里提取鋰，此外，還可以通過(guò)利用微生物與植物的相互作用減少化肥的使用。
固碳技術(shù)將對(duì)未來(lái)二氧化碳存儲(chǔ)、管理產(chǎn)生影響。2015年美國(guó)麥克阿瑟天才獎(jiǎng)獲得者楊培東正在致力于通過(guò)人工模擬自然界光合作用方式，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為其他化學(xué)物質(zhì)的研究。特別是通過(guò)微生物或者無(wú)機(jī)物作為催化劑用電化學(xué)方法激活二氧化碳中的碳鍵。另外，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界也在研究將二氧化碳轉(zhuǎn)為一氧化碳和甲酸。他還提到了一個(gè)案例，德國(guó)的一家化學(xué)工廠(chǎng)利用太陽(yáng)能和風(fēng)能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為航空燃油，達(dá)到零排放的過(guò)程。
為了實(shí)現(xiàn)將二氧化碳轉(zhuǎn)化，達(dá)到零排放，楊培東建議，通過(guò)光電化學(xué)、電化學(xué)、熱化學(xué)、生物學(xué)等技術(shù)，最大化太陽(yáng)能足跡，減少與這些新的化學(xué)過(guò)程相關(guān)而產(chǎn)生新的碳足跡。
與“雙碳”目標(biāo)相適應(yīng)的科學(xué)調(diào)節(jié)機(jī)制
“關(guān)鍵在于我們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)有效的負(fù)排放。大家可能很自然地想到海洋，海洋覆蓋了地球表面近70%，平均水深接近4000米，是一個(gè)巨大的碳庫(kù)。”中國(guó)科學(xué)院院士焦念志介紹了三種海洋儲(chǔ)碳機(jī)制——微型生物碳泵、生物泵、碳酸鹽泵。他建議，可以建立綜合海洋、陸地統(tǒng)籌系統(tǒng)來(lái)減少碳排放，做到負(fù)排放，如進(jìn)行大規(guī)模的海洋養(yǎng)殖，是很有效的方式。實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)國(guó)際合作也非常重要，焦念志介紹，目前已有來(lái)自15個(gè)國(guó)家的科學(xué)家參與海洋負(fù)排放國(guó)際大計(jì)劃。
從煤經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色甲醇經(jīng)濟(jì)，南方科技大學(xué)化學(xué)系清潔能源研究院院長(zhǎng)劉科提到了綠色甲醇技術(shù)。綠色甲醇具備“本質(zhì)碳中和”的特點(diǎn)，結(jié)合甲醇?xì)淠?、先進(jìn)動(dòng)力、儲(chǔ)能技術(shù)，應(yīng)用在動(dòng)力、發(fā)電、建筑等各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)零排放的綠色甲醇應(yīng)用。
劉科表示，液體是人類(lèi)用作燃料、儲(chǔ)能、交通的首選，甲醇不只是化學(xué)品，而是一種化學(xué)儲(chǔ)能、儲(chǔ)氫方式。短期內(nèi)，中國(guó)北方內(nèi)陸可用豐富的煤炭資源制甲醇、沿海地區(qū)利用國(guó)外豐富的天然氣制甲醇;長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，可以利用西部太陽(yáng)能、風(fēng)能產(chǎn)生的清潔能源發(fā)電，進(jìn)行電解水反應(yīng)將氫氣和二氧化碳合成甲醇。
在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)路上，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)發(fā)展、新技術(shù)推動(dòng)和國(guó)際合作也是與會(huì)科學(xué)家關(guān)注的話(huà)題。朱棣文表示，“雙碳”目標(biāo)首先要考慮到經(jīng)濟(jì)效益，初始成本很重要，持有成本也很重要，要考慮到科技實(shí)用性的問(wèn)題。比如在推廣電動(dòng)車(chē)的同時(shí)，考慮到是否每個(gè)人都能擁有充電車(chē)庫(kù)。
另外，與會(huì)科學(xué)家也非常認(rèn)同人工智能對(duì)“雙碳”技術(shù)的加速作用。例如通過(guò)人工智能技術(shù)設(shè)計(jì)二氧化碳催化劑。楊培東表示，目前國(guó)際上很多研究機(jī)構(gòu)都使用人工智能技術(shù)設(shè)計(jì)催化劑，他期望未來(lái)通過(guò)人工智能技術(shù)科學(xué)家們能夠像變魔術(shù)的方式設(shè)計(jì)催化劑。（侯樹(shù)文、王 春）
評(píng)論